实施火电机组改造 促进清洁能源消纳

　　8月23日，辽宁电力科学研究院5名技术人员前往华能营口热电有限公司提供技术服务，确保机组平稳运行。自2019年开始，营口热电厂连续3年实施提升供热机组电出力调节能力的蒸汽系统流程改造示范工程。该工程是由国网辽宁省电力有限公司牵头、辽宁电科院负责实施的国家重点研发技术项目“常规/供热机组调节能力提升与电热综合协调调度技术”项目的重要组成部分。

　　辽宁电力调度控制中心主任高凯介绍，项目应用后，能提升火电机组参与调峰的能力，从而提升电网调峰能力，促进清洁能源消纳。

　　承担国家重点项目攻关

　　营口热电厂的机组供热负荷高，冬季供暖期面临很大的电负荷调节压力。在示范工程实施前，该电厂的机组供热期最小电出力为74%。营口热电厂生产技术部汽机主管徐世明介绍，营口热电厂供热负荷高，如果按保证机组对外供热量来确定发电量，则机组发电负荷高，参与调峰能力较差。

　　2018～2019年，辽宁电科院组织项目团队先后完成营口热电厂2号机组、1号机组改造，提高了机组的电出力调节能力。2号机组改造后最小电出力由74%降低至41.5%，增加了32.5%的额定容量调峰能力。

　　近年来，东北及内蒙古东部地区风电装机容量迅速增长，同时，供热机组热负荷高，且缺乏成熟的灵活性改造方案，发电出力调节能力不足。

　　为此，2017年7月，来自电网企业、发电机发电设备制造企业、高校和科研机构的354名人员组成项目团队，分赴多家热电厂勘查设备，围绕5个课题开展攻关。辽宁电科院负责电-热设备灵活性改造的最优规划设计技术和厂级综合能量管理、火电机组调节能力提升与电热协调调度技术工程示范工作。

　　研究成果在示范应用中取得良好效果。其中，常规火电机组在50%额定容量的最小技术出力基础上，增加额定容量的15%以上的调峰能力；供热机组增加额定容量的20%以上的调峰能力，形成兼顾安全性、经济性的系列解决方案。

　　解决关键技术问题

　　“多供热模式下的柔性控制技术能够依据约束条件变化，实现各供热模式间的平稳切换。”8月20日，辽宁电科院供热机组调节能力提升与电热综合协调调度技术项目汽轮机小组负责人黄润泽谈及项目创新开展的关键技术攻关。

　　2020年5月至2021年5月，多供热模式柔性控制技术在内蒙古乌兰察布市的京能集团京宁热电厂1号、2号机组深调改造项目中应用。

　　供热机组存在多种供热方式，电负荷大幅度变化要求供热机组能够在多种供热模式间切换。“这时，控制系统需要在对象结构、控制手段发生变化的情况下，保证电-热负荷响应的连续性和重要参数的稳定性。”黄润泽说。

　　2018年8月，项目团队提出了整体技术路线：通过研究火电机组低负荷运行与快速调峰技术和供热机组保热调电的蒸汽流程改造技术，提升电源侧灵活性；通过研究电-热源灵活性改造的最优规划设计技术和电-热能综合调度技术，实现灵活性的优化配置和调度……这些研究成果推动了火电机组热电产业升级，为提高电网调度灵活性打下基础。

　　依托项目研发的提升供热机组电出力调节能力的蒸汽系统流程改造技术已应用于110台火电机组，累计增加电调峰能力330万千瓦，累计消纳新能源发电29.45亿千瓦时，相当于减少燃煤消耗226.7万吨，减排二氧化碳594万吨、粉尘4.3万吨、二氧化硫1.96万吨、氮氧化物3.62万吨。

　　扩展项目研究范围

　　8月5日，辽宁电科院技术人员前往庄河发电厂回访关于火电机组最小技术出力降低与调峰能力提升示范工程的应用情况。技术人员通过技术革新使机组最小技术出力由24万千瓦下降至18万千瓦，年平均可多消纳风电0.75亿千瓦时。

　　“‘常规/供热机组调节能力提升与电热综合协调调度技术’项目的研究对象，不仅有供热火电机组，还有常规的火电机组。”项目辽宁电科院锅炉技术组负责人丛日成介绍，“项目主要是针对常规火电机组低负荷下安全稳定性能下降导致的调峰能力不足开展研究。”

　　项目团队提出了锅炉燃烧稳定性定量表征方法及火电机组工况自适应控制术，并通过示范工程具体实施。

　　2020年，项目团队相继完成庄河发电厂1号机组和白城发电厂2号机组在锅炉、汽机、环保、金属和自控5个方面的改造，实现了机组最小技术出力降至30%额定负荷的目标。

　　以庄河发电厂为例，在充分挖掘机组自身低负荷调峰潜力的基础上，项目团队通过设备、系统改造，提升低负荷的运行能力，研发基于燃烧稳定性指标的精细化运行调整技术及煤粉浓淡分离、烟气回流等燃烧系统改造技术，提高机组低负荷稳燃能力，使机组最小出力进一步降低。

　　其中，庄河发电厂60万千瓦的1号机组按照增加额定容量的10%的调峰能力计算，每年可增加约8190万千瓦时风电电量接纳能力。